JPS58174295A - Used of polyitaconic acid as critical scale inhibitor - Google Patents

Used of polyitaconic acid as critical scale inhibitor

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JPS58174295A
JPS58174295A JP5030783A JP5030783A JPS58174295A JP S58174295 A JPS58174295 A JP S58174295A JP 5030783 A JP5030783 A JP 5030783A JP 5030783 A JP5030783 A JP 5030783A JP S58174295 A JPS58174295 A JP S58174295A
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JP
Japan
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scale
polyitaconic acid
seawater
acid
critical
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JP5030783A
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Japanese (ja)
Inventor
スタンレイ・ウオルタ−・ウオリンスキ−
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Pfizer Inc
Original Assignee
Pfizer Inc
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Publication date
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は限界スケール防止剤としてのポリイタコン酸の
使用に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the use of polyitaconic acid as a critical scale inhibitor.

無機塩を溶解している水性系は通常伝熱を含む加熱、冷
却、および蒸発蒸留のような操作において使用される。
Aqueous systems having dissolved inorganic salts are commonly used in operations involving heat transfer, such as heating, cooling, and evaporative distillation.

これらの塩はしばしばこれらの操作の間に不溶性となり
、伝熱表面上にスケールとして沈積され、装置の伝熱低
下そして最終的故障をもたらす。一般にスケールの無機
塩はカルシウム、マグネシウム、鉄および鉛・のよ5な
アルカリ士金属および他の金属カチオンおよび重炭酸塩
These salts often become insoluble during these operations and are deposited as scale on heat transfer surfaces, resulting in reduced heat transfer and eventual failure of the device. In general, inorganic salts of scale include alkali metals such as calcium, magnesium, iron and lead, and other metal cations and bicarbonates.

炭酸塩、水酸化物、硫酸塩およびリン酸塩のようなアニ
オンから生ずる。多くの因子がスケール形成に影響を及
ぼし、たとえば水のpH1溶解された塩の性質および操
作温度等が挙げられる。
Resulting from anions such as carbonate, hydroxide, sulfate and phosphate. Many factors influence scale formation, including the pH of the water, the nature of the dissolved salts, and the operating temperature.

多(の添加剤が鉱物質スケール形成の阻止剤として提案
されてきた。特に重要なのは1 ppm以下の非常に低
い添加濃度でスケール阻止する限界スケール抑制剤とし
て知られる添加剤である。該限界スケール抑制剤として
はアクリル酸およびメタクリル酸ホモポリマーおよび無
水マレイン酸およびフマール酸のような酸との共重合体
がある。これらの添加物は限界濃度において有効である
と証明されたが、簡単に且つ費用がかからずに製造でき
る他の有効な限界スケール抑制剤の必要性がなおも存在
する。したがって、本発明の第一の目的はそのような他
の限界スケール抑制剤を提供することである。
Many additives have been proposed as inhibitors of mineral scale formation. Of particular interest are additives known as critical scale inhibitors that inhibit scale at very low additive concentrations of 1 ppm or less. Inhibitors include acrylic acid and methacrylic acid homopolymers and copolymers with acids such as maleic anhydride and fumaric acid.These additives have proven effective at critical concentrations, but are easily and There is still a need for other effective critical scale inhibitors that can be produced inexpensively. It is therefore a primary object of the present invention to provide such other critical scale inhibitors. .

種々の分子量のポリイタ弓ン酸は多くの用途を示した。Polyitakynic acids of various molecular weights have shown many uses.

たとえば米国特許第3,005,873号は洗たくに′
おける洗浄助剤および製紙のための凝集防止剤としての
使用を開示している。米国特許第6.608,067号
は洗浄剤ビルグーとしての用途を示唆しており、一方米
国特許第3,405,060号は金属イオン封鎖剤とし
ての用途を開示している。
For example, U.S. Patent No. 3,005,873
Discloses its use as a cleaning aid in papermaking and as an anti-flocculant for papermaking. US Pat. No. 6,608,067 suggests use as a detergent virgoo, while US Pat. No. 3,405,060 discloses use as a sequestering agent.

そして英国特許公告公報CB 2054 E’、 48
 Aは上記ポリイタコン酸がボイラーのスケール除去に
適していることを示している。しかしながら限界スケー
ル阻止剤としてのポリイタコン酸は開示されていないし
示唆されてもいない。
and British Patent Publication CB 2054 E', 48
A indicates that the above polyitaconic acid is suitable for removing scale from boilers. However, polyitaconic acid as a critical scale inhibitor is not disclosed or suggested.

低分子量のポリイタコン酸が限界スケール阻止剤として
特に有効であることがいまや見出された。
It has now been discovered that low molecular weight polyitaconic acids are particularly effective as critical scale inhibitors.

したがって、本発明はスケール形成不純物を含有する水
、たとえば脱塩用海水中のスケール形成の防止方法であ
って、該水と重量平均分子量約500〜2000のポリ
イタコン酸またはそのアルカリ金属、アンモニウムまた
はアミン塩からなる限界スケール防止剤を好ましくは約
0.5〜10ppmの濃度で混合することからなる方法
に関する。
Therefore, the present invention provides a method for preventing scale formation in water containing scale-forming impurities, such as seawater for desalination, which comprises combining the water with polyitaconic acid having a weight average molecular weight of about 500 to 2000, or its alkali metal, ammonium or amine. A process comprising incorporating a critical scale inhibitor consisting of a salt, preferably at a concentration of about 0.5 to 10 ppm.

上記ポリイタコン5I4を好ましくは約500〜100
0の重量平均分子量を有する。上記方法も好ましくは海
水の重炭酸塩によるアルカリ性の約55〜85%を中和
する量の硫酸を海水に添加することからなる。
The above polyitacon 5I4 is preferably about 500 to 100
It has a weight average molecular weight of 0. The above method also preferably comprises adding sulfuric acid to the seawater in an amount to neutralize about 55-85% of the bicarbonate alkalinity of the seawater.

本発明の限界スケール防止方法はコントロールされた低
分子量のポリイタコン酸の用途を示しており、該ポリマ
ーの重量平均分子量は約500〜2000、好ましくは
約500〜1000である。
The critical scale prevention method of the present invention demonstrates the use of controlled low molecular weight polyitaconic acids, the weight average molecular weight of the polymer being between about 500 and 2000, preferably between about 500 and 1000.

既成の概念にとられれるのは望まないが、高分子量のポ
リイタコン酸は海水からナトリウム錯体として沈殿する
ので、上記低分子量範囲のポリマーの方が限界スケール
防止剤としては特に海水の脱塩に有効であり、有効量が
少くてすむ。
I don't want to be taken by conventional wisdom, but since high molecular weight polyitaconic acid precipitates from seawater as a sodium complex, polymers in the low molecular weight range mentioned above are more effective as critical scale inhibitors, especially for seawater desalination. Therefore, the effective amount is small.

そのようなポリイタコン酸は、たとえばメチルイソブチ
ルケトンのようなケトン性溶媒中約90〜150Cの中
位の反応温度で溶液重合化によって製造できる。該溶媒
の環流温度が一般に使用されている。重合化は上記溶媒
に可溶性で上記重合化の温度で約5〜10時間の半減期
を有する遊離−ラジカル開始剤を比較的高濃度(0,1
0〜0.20モル1モル(単量体))で使用することに
よって行われる。そのような開始剤は、ジ−t−ブチル
はルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ブチル
ジペルオキシフタレートおよびt−ブチルはルオキシマ
レイン酸である。そのような重合化は通常比較的短い反
応時間(約0.5〜8時間)で所望のポリマーを比較的
好収量C得ることができる。
Such polyitaconic acids can be prepared, for example, by solution polymerization in a ketonic solvent such as methyl isobutyl ketone at a moderate reaction temperature of about 90-150C. The reflux temperature of the solvent is commonly used. The polymerization is carried out using a relatively high concentration (0,1
0 to 0.20 mol (monomer)). Such initiators are di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl diperoxyphthalate and t-butyl peroxymaleate. Such polymerizations usually provide relatively good yields of the desired polymer C in relatively short reaction times (about 0.5 to 8 hours).

約500〜2000の型針−If−9手子量を有する生
成物ポリマーは標準的単離技灯によって最終的な重合化
溶液から単離できる、−/J・し上記重合体は一般的に
水性系で使用さiシるうで、最終的重合化溶液中の溶媒
は溶液から通W糸去(共沸等により)され、水に置き換
えられ、由られた水溶液はそのまま重合体の単離なしし
所−eにより希釈または濃縮して使用する。この溶液を
中和して1合体のアルカリ金属、アンモニウムまたはア
ミン塩の水溶液を形成することもできる。中和に適した
アルカリ金属塩基は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
および水酸化リチウムであるが適当なアンモニウムおよ
びアミン塩基はアンモニア、水酸化アンモニウム、モノ
−、ジーおよびトリアルキルアミン(各アルキル基の炭
素数1〜5)、ピリジン、モルホリンおよびルチジンで
ある。
Product polymers having a needle weight of about 500 to 2000 can be isolated from the final polymerization solution by standard isolation techniques, -/J. When used in an aqueous system, the solvent in the final polymerization solution is removed (e.g. by azeotropy) from the solution and replaced with water, and the resulting aqueous solution is used to directly isolate the polymer. Use after diluting or concentrating with Shisho-e. This solution can also be neutralized to form an aqueous solution of a combined alkali metal, ammonium or amine salt. Suitable alkali metal bases for neutralization are sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, while suitable ammonium and amine bases include ammonia, ammonium hydroxide, mono-, di- and trialkyl amines (carbon 1 to 5), pyridine, morpholine and lutidine.

本発明のイタコン酸ホモポリマーは限界スケール防止剤
として一般的に適用性があるが、特に海水の蒸発脱塩の
ような方法でアルカリ性カルシウムおよびマグネシウム
スケール形成の防止に有用である。この重合体を処理す
べき水に有効量、通常約0.1〜100 ppm 、好
ましくは約0,5〜10ppm添加してスケール形成を
阻止する。そのような添加において約1〜60重量%の
濃度に希釈する。
The itaconic acid homopolymers of the present invention have general applicability as critical scale inhibitors, but are particularly useful in preventing alkaline calcium and magnesium scale formation in methods such as evaporative desalination of seawater. This polymer is added to the water to be treated in an effective amount, usually about 0.1 to 100 ppm, preferably about 0.5 to 10 ppm, to inhibit scale formation. Such additions are diluted to a concentration of about 1-60% by weight.

限界スケール防止剤と組合わせて通常使用される他の添
加剤は本発明の新規阻止剤についても有効である。特に
有用なのは鉱酸、特に硫酸であって、脱塩されるべき海
水等に存在する重炭酸塩によるアルカリ性の一部を中和
する。重炭酸塩の中和の程度は通常約60〜80%、特
に約55〜85%である。泡コントロール剤、腐食阻止
剤および酸素スカベンジャーもこれらの新規スケール阻
止剤とともに利用できる。
Other additives commonly used in combination with critical scale inhibitors are also effective with the novel inhibitors of this invention. Particularly useful are mineral acids, especially sulfuric acid, which neutralize some of the alkalinity due to bicarbonates present in the seawater etc. to be desalted. The degree of bicarbonate neutralization is usually about 60-80%, especially about 55-85%. Foam control agents, corrosion inhibitors and oxygen scavengers may also be utilized with these new scale inhibitors.

下記例は単に説明的なものであって本発明を限によって
明示されている。
The following examples are merely illustrative and serve to limit the invention.

例 1  低分子量ポリイタコン酸の製造頭頂部攪拌器
、還流冷却器、温度計および窒素入口を備えた6首50
0#ll丸底フラスコに150?のメチルイソブチルケ
トン、130. I P (1,0モル)のイタコン酸
、および14.65i’(0,1−r−ル)のジ−t−
ブチルペルオキシドを加えた。このフラスコを窒素でパ
ージし、窒素雰囲気下で加熱還流した( 117C)。
Example 1 Production of low molecular weight polyitaconic acid Six-necked 50 with overhead stirrer, reflux condenser, thermometer and nitrogen inlet
150 in a 0#ll round bottom flask? Methyl isobutyl ketone, 130. I P (1,0 mol) of itaconic acid, and 14.65i' (0,1-r-l) of di-t-
Butyl peroxide was added. The flask was purged with nitrogen and heated to reflux ( 117C) under a nitrogen atmosphere.

40分還流後、150mJの水を反応溶液に加え、メチ
ルイソブチルケト/溶媒を共沸蒸留により除去した。得
られた水溶液を25Cに冷却すると未反応イタコン酸が
結晶した。スラリーを濾過して81、3 Fの未反応イ
タコン酸固体および20.1 x量%の固体含量を有す
る235.8!i’のこはく色のp液を回収した。これ
は使用した単量体にもとづいて36.5%の収率でポリ
イタコン酸が得られたことを示す、このホモポリマーの
サイズ排除高速液体クロマトグラフィーによって分析し
た結果、重量平均分子量が800であることがわかった
After refluxing for 40 minutes, 150 mJ of water was added to the reaction solution and the methyl isobutyl keto/solvent was removed by azeotropic distillation. When the resulting aqueous solution was cooled to 25C, unreacted itaconic acid crystallized. The slurry was filtered to yield 81.3 F unreacted itaconic acid solids and 235.8 with a solids content of 20.1 x weight %! The amber p liquid of i' was collected. This shows that polyitaconic acid was obtained in a yield of 36.5% based on the monomers used; this homopolymer was analyzed by size exclusion high performance liquid chromatography and had a weight average molecular weight of 800. I understand.

例 2  限界スケール阻止剤としての評価上記例のポ
リイタコン酸(Mw800)を過硫酸ナトリウム開始剤
によって92Cで水中での溶液重合により製造された重
量平均分子量7000のポリイタコン酸とともに合成海
水を使用した実験室用単一段階フラッシュエバポレータ
ー中で試験してそのスケール阻止能力を測定した。実験
室用エバポレーターの操作および試験方法はAuerb
achおよびCarruthersによってDesal
inatxon、 31 m279(1979)に記載
されている。合成海水はザ・オフィス・オブ・サリンウ
ォーターの0.25y−/に9ずつ増大する重炭酸塩含
量を有する1標準合成海水組成物1であった。試験に使
用したポリマー濃度は活性固体にもとづいて3 ppm
であった。
Example 2 Evaluation as a critical scale inhibitor Laboratory experiment using synthetic seawater in which the polyitaconic acid of the above example (Mw 800) was prepared by solution polymerization in water at 92C with a sodium persulfate initiator and a polyitaconic acid with a weight average molecular weight of 7000. The scale inhibition ability was determined by testing in a single-stage flash evaporator. Laboratory Evaporator Operation and Testing Methods by Auerb
Desal by ach and Carruthers
inatxon, 31 m279 (1979). The synthetic seawater was 1 Standard Synthetic Seawater Composition 1 with increasing bicarbonate content by 9 increments of 0.25 y/- from The Office of Sarin Water. The polymer concentration used in the test was 3 ppm based on active solids.
Met.

試験の結果は下記のとおりである。The results of the test are as follows.

沈殿したスケールの%は下記式: 与えられた使用量で低い1沈殿スケ一ル%1を示すポリ
マーがすぐれた能力を示す。
The % precipitated scale is determined by the following formula: Polymers exhibiting a low %1 precipitated scale at a given usage rate indicate superior performance.

ポリイタコン酸 Mw=800      12.8ポ
リイタコン酸 Mw=7000     19.7対照
(添加剤なし)        36゜特許出願人  
ファイザー・インコーホレーテッド(外4名)
Polyitaconic acid Mw=800 12.8 Polyitaconic acid Mw=7000 19.7 Control (without additives) 36° Patent applicant
Pfizer Inc. (4 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)スケール形成不純物を含有する水中のスケール形
成を防止する方法であって、該水を電歇平均分子量約5
00〜2000のポリイタコン酸またはそのアルカリ金
属、アンモニウムまたはアミン塩からなる限界スケール
防止剤の有効量と混合することからなる方法。 (2)  ポリイタコン酸の重歓平均分子閂が約500
〜1000である特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3)該限界スケール防止剤がポリイタコン酸である特
許請求の範囲第1項記載の方法。 <41  該限界スクール防止剤が該水と約O75〜1
0ppmの濃度で混合される特許請求の範囲第1項記載
の方法。 (5)該水が脱塩のための海水である特許請求の範囲第
4項記載の方法。 (6)脱塩のための海水を、約0.5〜10 ppmの
濃度の1重量平均分子量約500〜2000のポリイタ
コン酸またはそのアルカリ金属、アンモニウムまたはア
ミン塩からなる限界スケール防止剤と混合し、上記海水
にその重炭#塩によるアルカリ性の約55〜85%を中
和するに十分な硫酸を添加することからなるスケールY
/へ醪止方沫。
[Scope of Claims] (1) A method for preventing scale formation in water containing scale-forming impurities, comprising:
00-2000 polyitaconic acid or its alkali metal, ammonium or amine salts. (2) The average molecular weight of polyitaconic acid is approximately 500.
10. The method of claim 1, wherein: (3) The method according to claim 1, wherein the critical scale inhibitor is polyitaconic acid. <41 The limit school inhibitor is about O75-1 with the water.
2. A method according to claim 1, wherein the ingredients are mixed at a concentration of 0 ppm. (5) The method according to claim 4, wherein the water is seawater for desalination. (6) Seawater for desalination is mixed with a critical scale inhibitor consisting of polyitaconic acid or an alkali metal, ammonium or amine salt thereof having a weight average molecular weight of about 500 to 2000 at a concentration of about 0.5 to 10 ppm. Scale Y, consisting of adding to the seawater enough sulfuric acid to neutralize about 55-85% of the alkalinity due to its heavy carbon salts.
/ to stop drinking.
JP5030783A 1982-03-25 1983-03-25 Used of polyitaconic acid as critical scale inhibitor Pending JPS58174295A (en)

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US36201082A 1982-03-25 1982-03-25
US362010 1982-03-25

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GR77431B (en) 1984-09-14
DK65983A (en) 1983-09-26
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